Πώς αλλάζει η επιπεδότητα μιας μεγάλης, τμηματικής πλάκας θέρμανσης στο κενό έναντι της ατμοσφαιρικής πίεσης;

Μια μεγάλη τμηματοποιημένη θερμαντική πλάκα, επεξεργασμένη με μηχανική επεξεργασία σε μικρόμετρα, μπορεί να φαίνεται σταθερή διαστάσεων σε κανονικές ρυθμίσεις καταστήματος. Αλλά μόλις τοποθετηθεί σε θάλαμο κενού, το σχήμα του μπορεί να αλλάξει απαλά. Χωρίς τον αέρα, τα 14,7 psi της ατμοσφαιρικής πίεσης που ασκούνταν σε οτιδήποτε ήταν εκτεθειμένο έχει φύγει. Αυτό επιτρέπει στις εσωτερικές παραμένουσες τάσεις, οι οποίες αρχικά εξισορροπούνται από εξωτερικά φορτία, να ανακατανεμηθούν και να παράγουν ανιχνεύσιμη αλλαγή στην επιπεδότητα.

Η τμηματοποιημένη επιπεδότητα πλάκας σε σχέση με τις ατμοσφαιρικές συνθήκες αποτελούν σημαντική ανησυχία για συστήματα θερμικής επεξεργασίας και επεξεργασίας κενού υψηλής ακρίβειας, όπου ακόμη και μια παραμόρφωση της κλίμακας μικρομέτρου μπορεί να επηρεάσει την ομοιομορφία της διαδικασίας.

Πώς το κενό αλλάζει τη μηχανική ισορροπία
Το ισοζύγιο φορτίου στις μεγάλες πλάκες αλλάζει βασικά από τις συνθήκες κενού.

Απώλεια ατμοσφαιρικής ανύψωσης
Σε ατμοσφαιρικές συνθήκες:

Η εξωτερική πίεση κατανέμεται ομοιόμορφα στις εκτεθειμένες επιφάνειες

Αυτή η σταθερή φόρτιση περιορίζει κάπως τις μηχανικές καταπονήσεις

Οι μικρές παραμορφώσεις μπορούν να κρυφτούν ή να αποσιωπηθούν

Μετά την εφαρμογή κενού:

Η εξωτερική πίεση ανυψώνεται

Τα εσωτερικά πεδία πίεσης είναι οι κύριοι οδηγοί σχήματος

Η δομική χαλάρωση γίνεται ορατή

Το κενό είναι ένα αόρατο χέρι, που-αναδιαμορφώνει με λεπτότητα το μέταλλο.

Συμπεριφορά κάμψης μεγάλων τμηματικών πλακών
Οι τμηματικές θερμαντικές πλάκες συμπεριφέρονται σαν μια λεπτή ελαστική πλάκα.

Drumhead Response
Όταν εφαρμόζεται το κενό:

Η πλάκα μπορεί να είναι ελαφρώς κυρτή.

Οι παραμορφώσεις είναι συχνά της τάξης των λίγων μικρών έως μερικών δεκάδων μικρών

Η τοπική διαφορική κίνηση μεταξύ των τμημάτων μπορεί να φαίνεται από τμηματοποιημένες δομές

Αυτό δεν είναι μια καταστροφική συνέπεια, αλλά έχει σημασία σε θερμικές διαδικασίες ακριβείας, όπως στην παραγωγή ημιαγωγών ή στη σύντηξη εξελιγμένων υλικών.

Επίδραση της δομής κατάτμησης
Η τμηματοποίηση οδηγεί σε:

Αρκετές μηχανικές συνδέσεις

Ελαφρώς διαφορετικές περιοχές θερμικής διαστολής

Τοπικές διαφορές ακαμψίας

Η παραμόρφωση υπό φόρτιση κενού μπορεί να αυξηθεί ή να τροποποιηθεί από τέτοιες αιτίες.

Παράγοντες που επηρεάζουν την παραλλαγή της επιπεδότητας
Ο βαθμός παραμόρφωσης εξαρτάται από έναν αριθμό μηχανικών και υλικών χαρακτηριστικών.

Πάχος και ακαμψία πλάκας
Η ακαμψία της πλάκας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη γεωμετρία.

Η ακαμψία της κάμψης είναι ανάλογη με τον κύβο του πάχους

Μικρές μειώσεις πάχους έχουν ως αποτέλεσμα μεγάλες μειώσεις της ακαμψίας

Οι παχύτερες πλάκες αντιστέκονται καλύτερα στην κάμψη-που προκαλείται από το κενό

Πολύ μικρές διακυμάνσεις στο σχέδιο πάχους μπορεί να οδηγήσουν σε αρκετά σημαντικές αποκλίσεις στη συμπεριφορά εκτροπής.

Υπολειμματική Καταπόνηση Παραγωγής
Η υπολειπόμενη τάση είναι ένας από τους βασικούς παράγοντες που συμβάλλουν στην παραμόρφωση μετά την εγκατάσταση.

Οι εργασίες μηχανικής κατεργασίας μπορούν να προκαλέσουν τάσεις κλειδώματος-

Οι δραστηριότητες συγκόλλησης ή σύνδεσης μπορεί να προκαλέσουν ασύμμετρα πεδία τάσης

Αυτά τα αποτελέσματα μειώνονται με θερμική επεξεργασία ή τεχνικές ανακούφισης του στρες.

Μια πλάκα που μειώνεται κατάλληλα το στρες συνήθως έχει:

Λιγότερη παραμόρφωση υπό κενό

Μακροπρόθεσμη συμπεριφορά επιπεδότητας πιο σταθερή

Συμμετρία στην Κατασκευή
Η συμμετρία είναι μια σημαντική προσέγγιση μετριασμού.

Για συμμετρική κατασκευή πλάκας:

Η ανακατανομή του στρες κατανέμεται πιο ομοιόμορφα

Η δομή εξισορροπείται από δυνάμεις κενού

Ελαχιστοποιημένη καθαρή απόκλιση

Η παραμόρφωση ενισχύεται υπό ασύμμετρη διαφορά πίεσης.

Μέτρηση Πραγματικής Συνθήκης Λειτουργίας
Η επαλήθευση επιπεδότητας πρέπει να αντικατοπτρίζει τις πραγματικές συνθήκες της διαδικασίας.

Κενό-Μετρολογία κατάστασης: Ποια είναι η μεγάλη υπόθεση
Μια πλάκα που φαίνεται επίπεδη στον αέρα του περιβάλλοντος μπορεί να μην είναι επίπεδη υπό κενό. Επομένως:

Η επιπεδότητα πρέπει να ελέγχεται σε επίπεδα κενού εργασίας

Εάν είναι δυνατόν, οι θερμικές συνθήκες θα πρέπει να αναπαράγονται

Πρέπει να ληφθούν υπόψη τα εξαρτώμενα από το χρόνο χαλαρωτικά αποτελέσματα

Αυτό σημαίνει ότι τα κριτήρια αποδοχής δεν βασίζονται σε στατικές ρυθμίσεις παραγωγής, αλλά σε πραγματική συμπεριφορά λειτουργίας.

Ελέγξτε τις στρατηγικές σχεδίασης της παραμόρφωσης που προκαλείται από-κενό
Συχνά χρησιμοποιούνται μέθοδοι μηχανικής για τη μείωση της διακύμανσης της επιπεδότητας.

Μεγαλύτερο δομικό πάχος
Τόσο η ακαμψία όσο ο κύβος πάχους:

Οποιαδήποτε μικρή αύξηση στο πάχος της πλάκας μπορεί να ελαχιστοποιήσει σημαντικά την παραμόρφωση

Οι αντισταθμίσεις-είναι υψηλότερη θερμική μάζα και μεγαλύτερος χρόνος απόκρισης.

Προ-Τεντωμένη ή στεφανωμένη επιφάνεια
Ορισμένα σχέδια διαθέτουν:

Κορώνα - Ελαφρώς κυρτή καμπύλη επίτηδες

Προϋποθέσεις συναρμολόγησης με προ-καταπόνηση

Έλεγχος αντιστάθμισης παραμόρφωσης

Αυτές οι τεχνικές επιτρέπουν στην πλάκα να είναι επίπεδη υπό πραγματικό κενό εργασίας και όχι υπό πίεση αέρα.

Θεραπεία ανακούφισης από το στρες
Η άμβλυνση του θερμικού ή δονητικού στρες μπορεί:

μειωμένη εσωτερική υπολειμματική τάση

Μακροπρόθεσμη σταθεροποίηση διαστάσεων συμπεριφοράς

Μειώστε τη μεταβλητότητα μέσω των κύκλων κενού

Τμηματοποιημένη πλάκα θεωρήσεις
Στην περίπτωση τμηματικών σχεδίων ισχύουν πρόσθετοι παράγοντες.

Συμπεριφορά διατμηματικής διεπαφής
Τα όρια του τμήματος μπορεί να είναι:

Διαφορετική απόκριση στη φόρτιση κενού

Δείξτε κάποια διαφορική κίνηση

Επίδραση τοπικής ομοιογένειας θερμικής επαφής

Μια σωστή μηχανική σύζευξη είναι απαραίτητη για να επιτευχθεί μια συνεκτική συμπεριφορά παραμόρφωσης.

Επίδραση της δομής στήριξης
Πλαίσια στήριξης και τοποθέτησης στο πίσω μέρος:

Κατανομή του συναισθηματικού φορτίου υπό κενό

Μπορεί είτε να συγκρατήσει είτε να εντείνει την κάμψη.

Πρέπει να έχει συμμετρικό σχήμα για μέγιστη απόδοση

Περίληψη
Σε μεγάλες τμηματικές πλάκες θέρμανσης, το περιβάλλον κενού είναι μια ελαφρά αλλά ανιχνεύσιμη μηχανική μεταβλητή. Όταν αφαιρεθεί η πίεση του αέρα, οι εσωτερικές καταπονήσεις δεν βρίσκονται σε ισορροπία και μπορεί να εμφανιστεί κάποια κλίση ή διακύμανση στην επιπεδότητα.

Για να δημιουργήσετε μια καλή υπηρεσία κενού, πρέπει να αξιολογήσετε το κενό επιπεδότητας τμηματικής πλάκας έναντι της ατμόσφαιρας στις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, αντί να βασίζεστε μόνο σε μετρήσεις περιβάλλοντος. Τέτοιες συμμετρικές κατασκευές που ανακουφίζουν από την καταπόνηση, σε συνδυασμό με το κατάλληλο δομικό πάχος και, όταν είναι απαραίτητο, προ{1}}τα σχεδιαστικά στοιχεία, συμβάλλουν στη σταθερότητα των διαστάσεων.

Σε τελευταία ανάλυση, η πραγματική γεωμετρία μιας θερμαντικής πλάκας ακριβείας δεν προσδιορίζεται στο εργαστήριο αλλά στο περιβάλλον στο οποίο χρησιμοποιείται. Η κατάσταση κενού λειτουργίας είναι η εκ των πραγμάτων αναφορά για την επιπεδότητα, που εγγυάται την απόδοση εκεί που μετράει: εντός του θαλάμου διεργασίας.